JPH077323A - 恒温槽収納型の水晶振動子およびこれを用いた水晶発振器 - Google Patents

恒温槽収納型の水晶振動子およびこれを用いた水晶発振器

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JPH077323A
JPH077323A JP31658692A JP31658692A JPH077323A JP H077323 A JPH077323 A JP H077323A JP 31658692 A JP31658692 A JP 31658692A JP 31658692 A JP31658692 A JP 31658692A JP H077323 A JPH077323 A JP H077323A
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Takashi Uchida
剛史 内田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動特性を良好とした恒温型振動子及びこれ
を用いた水晶発振器を提供する。 【構成】 開口端を有する金属筒体の外表面に熱線を巻
回した恒温槽と、前記恒温槽に収納されて前記開口端側
からリード線の導出した水晶振動子と、該水晶振動子の
ベース底面側に設けられて前記リード線を加熱するセラ
ミックヒータとから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子を恒温槽に収
納した恒温槽収納型水晶振動子(恒温型振動子とする)
及びこれを用いた水晶発振器を利用分野とし、特にセラ
ミックヒータを付加して起動特性を良好とした水晶発振
器に関する。
【0002】
【発明の背景】恒温型振動子及びこれを用いた水晶発振
器は、水晶振動子(水晶片)の動作温度を一定とするた
め、水晶振動子に起因した温度特性に拘らず、安定な発
振周波数を得ることができ、特に高安定度の要求される
通信機器分野にて有用されている。
【0003】
【従来技術】第5図はこの種の一従来例を説明する恒温
型振動子の図で、同図(a)は一部破断図、同図(b)
は水晶振動子の断面図である。恒温型振動子は、水晶振
動子1を恒温槽2に収納して構成される。水晶振動子1
は、例えばSCカットの水晶片3を金属容器4内に密閉
封入してなる。金属容器4は、ベース5にカバー6をコ
ールドウェルドにより接合してなる。ベース5は金属板
の凹部にガラス7を埋設し、リード線8が絶縁貫通す
る。そして、水晶片3をサポータ9を介在させて保持
し、電気的・機械的に接続する。恒温槽2は金属筒体1
0の一端を開口端とし、外表面に熱線11を巻回すると
ともにサーミスタ(未図示)設ける。そして、水晶振動
子1の頭部側を開口端から挿入して、ベース5を開口端
側に位置させる。通常では、水晶振動子1のリード線8
を短く切断し、開口端側に外部端子12の絶縁貫通した
金属蓋体13を設けて閉塞する。そして、リード線8と
外部端子12とを金属細線13により接続する。さら
に、蓋体14とベース7との間隙には例えば樹脂等の断
熱材15が埋設される。これらの理由は、水晶振動子1
のリード線8を経由しての外部との熱的な結合を防止す
るためである。そして、サーミスタにより周囲温度を検
出し、熱線11に供給する電流を制御回路(未図示)に
より可変し、槽内温度を一定にする。水晶発振器はこの
ような恒温型振動子を発振子として例えばコルピッツ型
(未図示)の発振回路を形成して構成される。
【0004】
【従来技術の問題点】しかしながら、上記構成の恒温型
振動子を用いた水晶発振器では、第6図の起動特性に示
したように、起動時から発振周波数が安定するまで、約
30分の時間を要する。すなわち、水晶発振器(恒温槽
2)の起動時に、金属筒体10の温度が瞬間的に上昇し
たとしても、水晶片3の温度は直ちには追従しない。こ
れは、金属筒体10と水晶振動子1の金属容器4との間
隙や断熱材15及び金属容器4内の雰囲気で、水晶片3
に熱の伝導が阻害されることによる。したがって、水晶
片3が動作温度例えば70℃に到達するまでには時間を
費やすことになる。このようなことから、特に緊急時の
通信において要求される起動特性に問題があった。
【0005】
【発明の目的】本発明は起動特性を良好とした恒温型振
動子及びこれを用いた水晶発振器を提供することを目的
とする。
【0006】
【解決手段】本発明は、従来の恒温槽を使用するととも
に、これとは別個に水晶振動子のベースにセラミックヒ
ータを設け、リード線を経由して直接的に水晶片加熱
し、起動特性を良好とすることを解決手段とする。以
下、本発明の一実施例を説明する。
【0007】
【実施例】第1図は本発明の一実施例を説明する図で、
同図(a)は恒温型振動子の断面図、同図(b)はセラ
ミックヒータの平面図である。なお、前従来例図と同一
部分には同番号を付与してその説明は簡略する。恒温型
振動子は、前述同様に水晶片3の密閉された水晶振動子
1を、熱線11の巻回された恒温槽2に収納される。そ
して、この実施例では、水晶振動子1のベース5に、セ
ラミックヒータ16を取着した構成とする。なお、恒温
槽及びセラミックヒータには図示しないサーミスタがそ
れぞれ設けられる。セラミックヒータ16はセラミック
板に抵抗膜17を形成し、両側に貫通孔18を設けて水
晶振動子1のリード線8に挿通される。そして、蓋体1
4に設けた外部端子19と抵抗膜17の端子21とを金
属細線20を用いて接続する。第2図は恒温槽2とセラ
ミックヒータ16へ電力を供給する制御回路22、23
の一例図である。なお、恒温槽の制御回路はブロックで
示し、その回路例は省略してある。簡略すると、24は
セラミックヒータ16に設けれるサーミスタであり、こ
の抵抗値に基づき、比較器25がON、OFFする。す
なわち、セラミックヒータ16の温度が規定値になるま
では、比較器25はON状態となる。そして、トランジ
スタ26にベース電流を与え、これによりセラミックヒ
ータ16に電力を供給する。このようなものでは、例え
ば発振器の起動時に、恒温槽2とセラミックヒータ16
の制御回路22、26を同時に駆動させる。恒温槽2の
制御回路22は、従来同様に恒温槽2に設けたサーミス
タの抵抗値に従い、発振周波数が安定後も、熱線に電力
を供給する。また、セラミックヒータ16の制御回路2
3はサーミスタ24の抵抗値に従い、発振周波数が安定
する少し前まで、セラミックヒータ16に電力を供給
し、それ以降は停止するようにする。
【0008】上記構成の恒温型振動子であれば、起動時
には、従来の恒温槽2による加熱に加え、セラミックヒ
ータ16による熱が付加されるので、水晶振動子1の内
部温度を早めに上昇することができる。特に、セラミッ
クヒータ16はベース5を直接的に加熱するので、水晶
振動子1の内部温度を効率よく上昇する。加えて、ベー
ス5への加熱は、直接的あるいはガラスを通して、瞬時
にリード線に伝熱し、さらにサポータを通して水晶片3
の電極温度をも上昇させる。したがって、水晶片3への
伝熱経路中に熱容量の大きな雰囲気を含まず、伝熱経路
は直接的になり、その温度上昇が早められる。ちなみ
に、本発明を適用した起動特性は、第3図に示した通り
約10分であり、従来のものに比較して1/3程度に短
縮できた。
【0009】
【他の事項】上記実施例では、セラミックヒータ16
は、発振周波数が安定するまで駆動し、それ以降は停止
させるようにしたが、これに限らず、周波数安定後は一
定の電力を供給するようにしてもよい。また、セラミッ
クヒータ16は、リード線8に直接に伝熱するようにし
た方がよいので、例えば第4図に示したようにセラミッ
クヒータ16の貫通孔部分のみの厚みを大きくしてリー
ド線8との接触面積を大きくするようにしてもよい。そ
して、両者間に熱伝導率の良好なオイル状のもの充填し
て熱的に密着させるようにしてもよい。また、ベース5
は冷間圧接用のものを用いたが、例えば抵抗用接用の金
属ベースであったとしもよい。そして、セラミックヒー
タ16は必ずしも貫通孔を設けてリード線8に挿通する
ことなく、ベース5に単に固着してもよく、要は、従来
の恒温槽2に水晶振動子1を収納して、起動特性を良好
とするために、セラミックヒータ16をベース5に設
け、水晶振動子1のリード線8を通して水晶片3を直接
的に加熱するようにしたものは、本発明の技術的範囲に
属するものである。
【0010】
【発明の効果】本発明は、従来の恒温槽を使用するとと
もに、これとは別個に水晶振動子のリード線の導出した
ベースに起動特性を良好とするセラミックヒータを設け
たので、起動特性を良好とする恒温型振動子及びこれを
用いた水晶発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【第1図】本発明の一実施例を説明する図で、同図
(a)は恒温型振動子の断面図、同図(b)はセラミッ
クヒータの平面図である。
【第2図】本発明の一実施例を説明するセラミックヒー
タの制御回路の一例である。
【第3図】本発明の一実施例による起動特性図てある。
【第4図】本発明の他の実施例を説明する一部断面図で
ある。
【第5図】従来例を説明する図で、同図(a)は恒温型
振動子の一部破断図、同図(b)は水晶振動子の断面図
である。
【第6図】従来例の起動特性図である。
【符号の説明】
1 水晶振動子、2 恒温槽、3 水晶片、4 金属容
器、5 ベース、6 カバー、7 ガラス、8 リード
線、9 サポータ、10 金属筒体、11 熱線、12
外部端子、13 金属細線、14 蓋体、15 断熱
材、16 セラミックヒータ、17 抵抗膜、18 貫
通孔、19 外部端子、20 金属細線、21 端子.
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月24日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【第1図】本発明の一実施例を説明する図で、同図
(a)は恒温型振動子の断面図、同図(b)はセラミッ
クヒータの平面図である。
【第2図】本発明の一実施例を説明するセラミックヒー
タの制御回路の一例である。
【第3図】本発明の一実施例による起動特性図てある。
【第4図】本発明の他の実施例を説明する一部断面図で
ある。
【第5図】従来例を説明する図で、同図(a)は恒温型
振動子の一部破断図、同図(b)は水晶振動子の断面図
である。
【第6図】従来例の起動特性図である。
【符号の説明】 1 水晶振動子、2 恒温槽、3 水晶片、4 金属容
器、5 ベース、6 カバー、7 ガラス、8 リード
線、9 サポータ、10 金属筒体、11 熱線、12
外部端子、13 金属細線、14 蓋体、15 断熱
材、16 セラミックヒータ、17 抵抗膜、18 貫
通孔、19 外部端子、20 金属細線、21 端子.
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【発明の効果】本発明は、従来の恒温槽を使用するとと
もに、これとは別個に水晶振動子のリード線の導出した
ベースに起動特性を良好とするセラミックヒータを設け
たので、起動特性を良好とする恒温型振動子及びこれを
用いた水晶発振器を提供できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開口端を有する金属筒体の外表面に熱線
    を巻回した恒温槽と、前記恒温槽に収納されて前記開口
    端側からリード線の導出した水晶振動子と、該水晶振動
    子のベース底面側に設けられて前記リード線を加熱する
    セラミックヒータとからなる恒温槽収納型水晶振動子。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の恒温槽収納型水晶振動
    子を用いて構成したことを特徴とする水晶発振器。
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